DIY kraftig induksjonsvarmer: 12 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Induksjonsovner er definitivt en av de mest effektive måtene for oppvarming av metallgjenstander spesielt jernholdige metaller. Det beste med denne induksjonsvarmeren er at du ikke trenger å ha fysisk kontakt med objektet som skal varmes opp.

Det er mange induksjonsvarmesett tilgjengelig online, men hvis du vil lære det grunnleggende om induksjonsoppvarming og vil bygge en som ser ut og fungerer akkurat som en high end, så fortsett gjennom denne instruksen, da jeg vil vise deg hvordan en induksjon varmeapparat fungerer og hvor du kan skaffe materialet til å bygge et for deg selv som ser ut som et profesjonelt.

La oss komme i gang…

Trinn 1: Konsept bak induksjonsoppvarming

Det er flere metoder for oppvarming av metaller, hvorav den ene er induksjonsoppvarming. Som navnet på metoden refererer, genereres varmen i materialet ved hjelp av elektrisk induksjon.

Elektrisk induksjon foregår i materialet ettersom magnetfeltet rundt det endres kontinuerlig som resulterer i induksjon av virvelstrømmer i materialet som er plassert inne i spolen. Dermed forårsaker øyeblikkelig oppvarming og effekten er mest fremtredende i jernholdige metaller på grunn av dens høyere respons på magnetiske krefter.

Du kan få mer grundig oversikt på wikipedia:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

Trinn 2: kretskort og komponenter

Siden jeg skal bruke et batteri/ strømforsyning som gir oss en utgang på 12v DC som ikke er tilstrekkelig nok til å produsere induksjon ettersom magnetfeltet som produseres i induksjonsspolen på grunn av likestrøm er et konstant magnetfelt. Så oppgaven her er å konvertere denne DC -spenningen til vekselstrøm som dermed vil produsere induksjon.

Så jeg har designet en oscillatorkrets som produserer vekselstrøm utgang med firkantbølge på nesten 20 KHz frekvens. Kretsen bruker fire IRF540 N-Channel mosfets for å ofte bytte strøm i vekslende retning. For å håndtere større mengder strømmer har jeg brukt et par mosfeter i hver kanal.

Siden vi skal forholde oss til en større mengde strømmer, er et perfboard definitivt ikke et pålitelig og selvfølgelig ikke et greit alternativ. Så jeg bestemte meg for å gå med et mye pålitelig alternativ som er et kretskort. Det kan høres ut som et dyrt alternativ, men med den tanken i tankene kom jeg over JLCPCB.com

Disse gutta tilbyr PCB av høy kvalitet til enestående priser. Jeg har bestilt 10 PCB -er for induksjonsvarmeren, og som den første bestillingen tilbyr disse gutta alt dette på bare 2 $ inkludert forsendelseskostnaden i dørtrinnet.

Kvaliteten er førsteklasses som du kan se på bildene. Så sørg for å sjekke siden deres.

Trinn 3: Bestilling av kretskort

Prosessen med å bestille PCB er stille og enkel. Først må du besøke jlcpcb.com. For å få et tilbud umiddelbart, trenger du bare laste opp Gerber -filen din for PCB -ene, og du kan gå gjennom alternativet nedenfor.

Jeg har også lagt til deg Gerber -filen for PCB i dette trinnet, så sørg for å sjekke den ut.

Trinn 4: Komplementære deler

Jeg har begynt å montere PCB med små komplementære deler som inkluderer motstander og et par dioder.

R1, R2 er 10k motstander. R3 og R4 er 220Ohm motstander.

D1 og D2 er UF4007 -dioder (UF står for Ultra Fast), ikke bytt dem ut med 1N4007 -dioder, da de vil sprenge. D3 og D4 er zener -dioder 1N821.

Sørg for at du plasserer den riktige komponenten på rett sted og også plasserer dioder i riktig retning som vist på kretskortet.

Trinn 5: MOSFETs

For å håndtere store mengder nåværende avløp bestemte jeg meg for å gå med N-Channel MOSFET. Jeg har brukt et par IRF540N MOSFET på hver side. Hver av dem er ratet til 100 Vds og opptil 33A kontinuerlig strømavløp. Siden vi skal drive denne induksjonsvarmeren med 15VDC, kan 100 Vds høres ut som et dødsfall, men faktisk er det ikke fordi piggene som genereres under høyhastighetsveksling lett kan hoppe opp til grensene. Så bedre å gå med enda høyere Vds -ratting.

For å fjerne overskuddsvarme har jeg festet varmeavleder av aluminium til hver av dem.

Trinn 6: Kondensatorer

Kondensatorene spiller en viktig rolle for å opprettholde en ønskelig utgangsfrekvens, som ved induksjonsoppvarming foreslås ved nesten 20KHz. Denne utgangsfrekvensen er et resultat av kombinasjonen av induksjon og kapasitans. Så du kan bruke en LC -frekvenskalkulator til å beregne ønsket kombinasjon.

Det er godt å ha mer kapasitans, men husk alltid at vi må få utgangsfrekvensen et sted i nærheten av 20KHz.

Så jeg bestemte meg for å gå med WIMA MKS 400VAC 0.33uf upolare kondensatorer. Egentlig kunne jeg ikke finne høyere spenningsrating for disse kondensatorene, så sistnevnte hevet de opp, og jeg måtte erstatte dem med noen andre upolare kondensatorer som er rattet på 800VAC.

Det er to av dem koblet parallelt.

Trinn 7: Induktorer

Siden det er vanskelig å finne induktorer med høy strøm, bestemte jeg meg for å bygge den av meg selv. Jeg har noen gamle ferrittkjerner fra gammelt dataskrap med følgende dimensjoner:

Ytre diameter: 30 mm

Innvendig diameter: 18 mm

Bredde: 13 mm

Det er ikke nødvendig å få en nøyaktig størrelse ferritkjerne, men målet her er å få et par induktorer som kan gi en induktans på nesten 100 Micro Henry. Til det har jeg brukt 1,2 mm isolert kobbertråd for å spole spolene slik at hver av dem har 30 omdreininger. Denne konfigurasjonen utsettes for å produsere den nødvendige induktansen. Sørg for at du gjør viklingene så tette som mulig siden det ikke er anbefalt å ha mer gap mellom kjernen og ledningen.

Etter vikling av induktorene har jeg fjernet de isolerte beleggene fra begge ender av ledningen, slik at de er klare til å bli loddet til PCB.

Trinn 8: Kjølevifte

For å fjerne varmen fra MOSFETene, har jeg montert en 12v PC -vifte like over aluminiumsvaskene med litt varmt lim. Viften kobles deretter til inngangsterminalene, slik at hver gang du slår på induksjonsvarmeren, vil viftene automatisk starte for å kjøle ned MOSFETene.

Siden jeg skal drive denne induksjonsvarmeren med en 15VDC forsyning, så har jeg lagt til en 10 OHM 2 watt motstand for å slippe spenningen ned til den sikre grensen.

Trinn 9: Koblinger for utgangsspole

For å koble utgangsspolen til induksjonsvarmekretsen har jeg laget et par luker på kretskortet ved hjelp av en vinkelsliper. Senere har jeg ødelagt en XT60 -kontakt for å bruke pinnene til utgangsterminalene. Hver av disse pinnene skyver passform inne i utgående kobberspiral.

Trinn 10: Induksjonsspole

Induksjonsspolen er laget med et kobberrør med en diameter på 5 mm som vanligvis brukes i klimaanlegg og kjøleskap. For å vikle utgangsspolen perfekt har jeg brukt en papprulle som måler nesten en tomme i diameter. Jeg har gitt 8 omdreininger til spolen som skapte en bredde på spolen for å passe nøyaktig til utgangskulekontaktene.

Sørg for å vende spolen tålmodig da du kan ende med å bøye røret og forårsake et hull i den. Når du er ferdig med å spole spolen, må du sørge for at det ikke er kontakt mellom veggene i to påfølgende svinger.

Til denne spolen trenger du 3 fot kobberrør.

Trinn 11: Strømforsyning

For å drive denne induksjonsvarmeren kommer jeg til å bruke en serverstrømforsyning som er rattet til 15v og kan levere opptil 130 ampere strøm. Men du kan bruke hvilken som helst 12v -kilde, for eksempel et bilbatteri eller en PC -strømforsyning.

Sørg for å koble inngangen med riktig polaritet.

Trinn 12: Endelige resultater

Da jeg drev denne induksjonsvarmeren på 15v, må den trekke nesten 0,5 ampere uten at noe er plassert inne i spolen. Til prøvekjøringen har jeg satt inn en treskrue, og plutselig begynner det å lukte som om den blir varm. Gjeldende trekning begynner også å øke, og med skruen helt inn i spolen ser det ut til å trekke nesten 3 ampere strøm. I løpet av bare et minutt blir det rødt varmt.

Senere har jeg satt inn en skrutrekker inne i spolen og induksjonsvarmeren oppvarmet den til rødglødende med nesten 5 ampere strømuttak ved 15v som summerer til 75 watt induksjonsvarme.

Generelt synes induksjonsoppvarming å være en god måte å effektivt varme en jernholdig metallstang, og det er mindre farlig sammenlignet med andre metoder.

Det er mange nyttige ting som kan gjøres ved hjelp av denne oppvarmingsmetoden.

Hvis du liker dette prosjektet, så ikke glem å besøke og abonnere på YouTube -kanalen min for flere kommende prosjekter.

www.youtube.com/channel/UCC4584D31N9RuQ-aE…

Hilsen.

DIY King